如今，為了在競(jìng)爭(zhēng)激烈的全球市場(chǎng)中生存和發(fā)展，泵和管道制造商必須能夠更好地滿足市場(chǎng)提出的T、Q、C和S要求，即以最短的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期(Tme)、* * *產(chǎn)品質(zhì)量、* * *低制造成本(C0st)和* * *技術(shù)支持和售后服務(wù)(服務(wù))贏得市場(chǎng)和用戶。企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)的目標(biāo)是以最快的速度和成本生產(chǎn)出令用戶滿意的產(chǎn)品。優(yōu)質(zhì)低價(jià)產(chǎn)品的及時(shí)上市已經(jīng)成為企業(yè)獲取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。面對(duì)不可預(yù)測(cè)的、可持續(xù)的發(fā)展和快速變化的市場(chǎng)需求，企業(yè)在生產(chǎn)活動(dòng)中必須有高度的靈活性。為了提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，他們應(yīng)該能夠?qū)κ袌?chǎng)需求的變化做出快速、敏捷的反應(yīng)，并及時(shí)對(duì)自己的生產(chǎn)進(jìn)行合理的調(diào)整和重新規(guī)劃。計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展為這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)有力的支持?；谶@些因素，20世紀(jì)90年代出現(xiàn)了許多新概念和新觀點(diǎn)。上世紀(jì)80年代中期泵管制造商提出的虛擬制造(VirtualManufacturing，pwM)概念就是其中之一。基于虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)一建模，并在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、加工和裝配、檢驗(yàn)和使用全生命周期的仿真和仿真。它在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品、其性能和制造過(guò)程的模擬，從而優(yōu)化了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和制造過(guò)程，優(yōu)化了生產(chǎn)管理和資源規(guī)劃，從而使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和成本最小化，* *了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，* *了生產(chǎn)效率，從而形成了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。它代表了一種全新的制造系統(tǒng)和模式。虛擬制造的研究、開(kāi)發(fā)和利用已經(jīng)引起了各國(guó)的高度重視，尤其是歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，他們?cè)谔摂M制造的研究和開(kāi)發(fā)上投入了大量的人力和物力?？梢?jiàn)，虛擬制造是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的本質(zhì)實(shí)現(xiàn)，是制造業(yè)通過(guò)建模和仿真技術(shù)的全方位變革。除了其功能一致性和與實(shí)際制造的結(jié)構(gòu)相似性之外，它還具有高度集成性、敏捷性、靈活性、分布式協(xié)作、以模型為中心、高保真仿真、可重復(fù)性和智能性等特點(diǎn)。

虛擬制造涉及許多學(xué)科領(lǐng)域，是這些領(lǐng)域知識(shí)的綜合集成和應(yīng)用。它與仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、可視化技術(shù)、多媒體技術(shù)、并行工程、精益生產(chǎn)、虛擬現(xiàn)實(shí)、虛擬原型、虛擬企業(yè)、智能制造、數(shù)字制造、敏捷制造、綠色制造等概念相互關(guān)聯(lián)、交叉和補(bǔ)充。出現(xiàn)在它出現(xiàn)之前或之后。它們離不開(kāi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和工程數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的支持。從以技術(shù)為中心向以人為本轉(zhuǎn)變，使技術(shù)的發(fā)展更加符合人類社會(huì)的需要，是他們的共同特征。可見(jiàn)，計(jì)算機(jī)仿真建模與優(yōu)化技術(shù)是虛擬制造的核心和關(guān)鍵技術(shù)。可以說(shuō)，虛擬制造是對(duì)制造過(guò)程中所有環(huán)節(jié)的統(tǒng)一建模，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、裝配，甚至是企業(yè)的生產(chǎn)組織、管理和調(diào)度，以形成一個(gè)可操作的虛擬制造環(huán)境。在信息技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的支持下，借助高性能硬件，在計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)上生成數(shù)字產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)性能分析、工藝決策、制造裝配和質(zhì)量檢驗(yàn)，使設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者能夠做出前瞻性決策，優(yōu)化實(shí)施方案。它是一個(gè)數(shù)字化的通用制造系統(tǒng)。它是對(duì)實(shí)際制造過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬。它從根本上改變了設(shè)計(jì)、試制、修改設(shè)計(jì)和批量生產(chǎn)的循環(huán)串行的傳統(tǒng)制造模式。所謂“虛擬”是相對(duì)于真實(shí)產(chǎn)品的實(shí)際制造系統(tǒng)而言的，強(qiáng)調(diào)制造系統(tǒng)操作過(guò)程的計(jì)算機(jī)化。虛擬制造系統(tǒng)()是以虛擬制造思想為指導(dǎo)，基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的集成虛擬制造系統(tǒng)。

在信息集成的基礎(chǔ)上，通過(guò)組織管理、技術(shù)資源和人機(jī)集成實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程集成。在整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，在基于虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)可視化、多媒體等技術(shù)的虛擬環(huán)境、虛擬性能測(cè)試環(huán)境、虛擬制造環(huán)境等虛擬環(huán)境下，在各種人工智能技術(shù)和方法的支持下，泵和管道制造商通過(guò)集成應(yīng)用各種建模、仿真和分析技術(shù)和工具，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和過(guò)程的集成和并行開(kāi)發(fā)，以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過(guò)程、生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度和管理的測(cè)試。分布式協(xié)同解決方案用于提高各級(jí)企業(yè)的決策和控制能力，實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)、自我完善、自我轉(zhuǎn)化和發(fā)展，實(shí)現(xiàn)提高整體行動(dòng)效率、實(shí)現(xiàn)整體決策和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的目標(biāo)。由于虛擬制造系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是整個(gè)虛擬制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，國(guó)內(nèi)外許多研究機(jī)構(gòu)對(duì)虛擬制造系統(tǒng)進(jìn)行了大量的研究，并提出了不同的虛擬制造系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)方案，但至今還沒(méi)有一個(gè)完善的體系結(jié)構(gòu)。無(wú)論是現(xiàn)有的一般架構(gòu)還是現(xiàn)有的特殊架構(gòu)，都存在一定的缺陷和局限性。共性主要表現(xiàn)在：第一，虛擬制造系統(tǒng)的整個(gè)過(guò)程無(wú)法完整清晰地描述，建模存在一定的片面性；其次，實(shí)際制造系統(tǒng)和虛擬制造系統(tǒng)之間的映射關(guān)系不充分，不完整，不能綜合考慮真實(shí)狀態(tài)、信息傳遞和系統(tǒng)控制。同樣，在系統(tǒng)的開(kāi)放性和知識(shí)的整合方面也存在一些不足，這兩者不能作為一個(gè)整體來(lái)考慮。* * *，在實(shí)用性和可應(yīng)用性方面存在很大的不足，并且缺乏一個(gè)真正實(shí)用和集成的面向制造企業(yè)的虛擬制造系統(tǒng)架構(gòu)。